Question

13．请利用所学知识回答基因工程方面的有关问题：
（1）基因工程所用的生物学原理为基因重组，其操作的核心步骤为基因表达载体的构建，在操作的过程中没有涉及碱基互补配对的步骤为将目的基因导入受体细胞，获取目的基因的来源有从自然界已有物种获取和利用化学方法人工合成．
（2）利用PCR（聚合酶链式反应）技术扩增目的基因，其原理与细胞内DNA复制类似（如图所示）．图中引物A、B为单链 DNA 片段，它是目的基因子链合成延伸的基础．
PCR过程除需要适宜的温度、模板DNA、引物，还需要TaqDNA聚合酶（热稳定DNA聚合酶）、4种游离的脱氧核苷酸等条件才能扩增出大量DNA片段．
（3）将目的基因导入植物细胞时，采用最多的方法是农杆菌转化法．目的基因进入受体细胞后的表达过程中，RNA聚合酶需与启动子识别和结合，从而驱动转录过程．最终目的基因是否成功表达，常用抗原-抗体杂交方法进行检测，若出现杂交带，表明目的基因已形成蛋白质产品．
（4）蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的，其基本流程为预期蛋白质功能、设计预期蛋白质结构、推测应有的氨基酸序列、找到对应的脱氧核苷酸序列．

Answer 1

分析 1、基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成．
（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等．
（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法．
（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术．个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等．
2、有关PCR技术的相关知识：
（1）概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术．
（2）原理：DNA复制．
（3）前提条件：要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物．
（4）过程：①高温变性：DNA解旋过程；②低温复性：引物结合到互补链DNA上；③中温延伸：合成子链．PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶，高温条件下氢键可自动解开．

解答 解：（1）基因工程的原理为基因重组，其操作包括：目的基因的获取、基因表达载体的构建、目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和鉴定，其中的核心步骤为基因表达载体的构建，将目的基因导入受体细胞的步骤没有涉及碱基互补配对；获取目的基因的来源有从自然界已有物种获取和利用化学方法人工合成．
（2）PCR过程除需要适宜的温度、模板DNA、引物，还需要TaqDNA聚合酶（热稳定DNA聚合酶）、4种游离的脱氧核苷酸等条件才能扩增出大量DNA片段．
（3）将目的基因导入植物细胞时，采用最多的方法是农杆菌转化法．目的基因进入受体细胞后的表达过程中，RNA聚合酶需与启动子识别和结合，从而驱动转录过程．最终目的基因是否成功表达，常用抗原-抗体杂交方法进行检测，若出现杂交带，表明目的基因已形成蛋白质产品．
（4）蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的，其基本流程为预期蛋白质功能、设计预期蛋白质结构、推测应有的氨基酸序列、找到对应的脱氧核苷酸序列．
故答案为：
（1）基因重组   基因表达载体的构建   将目的基因导入受体细胞   从自然界已有物种获取    利用化学方法人工合成
（2）TaqDNA聚合酶（热稳定DNA聚合酶）    4种游离的脱氧核苷酸
（3）农杆菌转化法     启动子    抗原-抗体杂交
（4）预期蛋白质功能    设计预期蛋白质结构    推测应有的氨基酸序列

点评 本题考查了基因工程和蛋白质工程的有关知识，要求考生识记基因工程的原理、工具及操作步骤，识记PCR技术的概念、原理、条件及具体过程等基础知识，能与体内DNA复制进行比较，识记蛋白质工程的流程．